高速鐵路LTE-LTe-A系統(tǒng)性能評估.pdf

1、隨著我國高速鐵路的飛速發(fā)展，目前國內高鐵運營里程已經躍居世界第一位。在列車速度的提升給人們的出行帶來了極大的方便的同時，對高速環(huán)境下列車上通信服務的種類和質量要求也提出了更為苛刻的要求。近年來，隨著LTE、LTE-A技術的不斷研究與發(fā)展，已經逐步進入商用階段，目前的GSM-R技術在某些性能方面已經不能滿足當下日益增長的通信需求。由于大部分研究者對高速鐵路場景下的通信研究更多的是關注物理層技術本身，使用的多是鏈路級的仿真，并沒有考慮小區(qū)干

2、擾等因素;本文將從系統(tǒng)級的角度對LTE技術在高速鐵路中的通信進行性能評估，由于系統(tǒng)級仿真精度高，需要的仿真時間很長，本文專門借助自己搭建的MATLAB并行仿真平臺進行仿真，大量縮減仿真時間提高仿真效率。目前高速鐵路場景下的通信方式主要為移動中繼和直接通信，移動中繼方式可以采用WINNER D2信道模型;由于缺乏必要的實際測量數(shù)據，直接通信方式并沒有很好的小尺度模型。
　　本文參照WINNER已有的信道模型提出了一種新的信道模型D4

3、進行仿真;結果表明當采用移動中繼方式時，由于MRS-UE部分屬于室內環(huán)境，覆蓋能夠做到很好，整個系統(tǒng)的小區(qū)吞吐量瓶頸在BS-MRS段，同時移動臺數(shù)據速率方面表現(xiàn)出了更好的性能，可以保證移動臺使用諸如視頻等高帶寬業(yè)務;直接通信方式下的小區(qū)平均吞吐量高于移動中繼模式下的小區(qū)平均吞吐量，整體性能要更好;LTE采用了MIMO技術來獲得更高的數(shù)據速率、更好的小區(qū)覆蓋，結果顯示對于像列車控制信號這類要求比較嚴格的信號可以采用傳輸分集方式來進行通信，

4、而對于視頻、上網等高帶寬業(yè)務，可以通過采用空間復用方式來增加吞吐量。LTE采用下行OFDMA、上行SC-FDMA為多址接入方式構建蜂窩移動通信網絡，頻率復用因子為1，影響系統(tǒng)性能的主要干擾來自小區(qū)間干擾。軟頻率復用(SFR)方案則是一種比較有效的干擾消除方法，但是高速鐵路場景中并沒有SFR相應的性能研究，本文從發(fā)射功率比、資源調度算法、載波頻率等因素分析了軟頻率復用的性能，結果表明SFR主要通過調整小區(qū)中心與小區(qū)邊緣的發(fā)射功率比來達到減